飞灰和石墨烯氧化物复合材料在高温下的协同效应以及使用ANN和RSM方法进行预测
1Department of Civil Engineering, College of Engineering and Technology, SRM Institute of Science and Technology, Kattankulathur, Tamil Nadu, 603203, India.
Scientific reports
|January 10, 2025
概括
这项研究研究了混凝土的高温性能,其中包括飞灰 (FA) 和石墨烯氧化物 (GO). 发现增强机械性能的最佳温度是200°C,机器学习模型预测了混凝土的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 飞灰 (FA) 是燃烧煤炭的波佐兰副产品,在建筑中广泛使用,以提高材料的强度和耐用性.
- 石墨烯氧化物 (GO) 是石墨烯的衍生物,以其高机械强度,大表面积和低电导率而闻名.
- 在水泥材料中将FA和GO结合在一起,有可能提高性能和减少环境影响,特别是降低碳排放.
研究的目的:
- 评估高温对含有FA和GO的混凝土机械,微观结构和热性能的影响.
- 为了确定在混凝土应用中使用FA和GO复合材料的最佳温度.
- 探索使用机器学习来预测这些新型混凝土复合材料的机械性能.
主要方法:
- 混凝土混合物以20%的FA替代剂和0.08%的GO添加,以水泥重量为准备.
- 样品被置于高温 (200°C,400°C,600°C,800°C) 中4小时.
- 评估了机械性能,并进行了微结构/热分析. 机器学习模型 (RSM和ANN) 用于财产预测.
主要成果:
- 混凝土复合材料在200°C时表现出最佳的机械特性.
- 微结构分析对于理解高温下GO材料的行为至关重要.
- 机器学习有效地预测了混凝土混合物的机械性能.
结论:
- 将飞灰和石墨烯氧化物融入混凝土中,有望在高温下增强材料性能.
- 需要进一步的研究来优化GO的使用,制造和经济可行性,以获得广泛的环境效益.
- 这项研究强调了了解高温材料行为的重要性,以及材料科学中预测建模的实用性.
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